결정장 이론에서 리간드 크기가 커질수록, 전기음성도가 작을수록 d 오비탈이 크게 스플릿되는거에요?
리간드가 커지면 d 오비탈의 잔자와 간섭이 커지고, 전기음성도가 작을수록 리간드의 오비탈이 커서 d 오비탈과 간섭이 커지는게 맞을까요?
그래서 d 오비탈 준위가 더 크게 split되는게 맞아요?
잘 이해한건지 알려주세요
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
리간드가 커지면 d 오비탈과의 간섭이 증가하여 결정장 갈라짐 에너지가 커질 수 있습니다. 이는 리간드의 비공유 전자쌍이 중심 금속 이온의 d 오비탈 전자와 반발하면서 발생합니다. 또한, 리간드의 전기음성도가 작을수록 리간드 오비탈이 커져 d 오비탈과의 간섭이 증가할 수 있습니다. 결과적으로, 이러한 간섭은 d 오비탈의 에너지 준위를 더 크게 분리시킵니다. 따라서, 리간드의 크기와 전기음성도는 결정장 갈라짐에 영향을 미칩니다.
안녕하세요.
결정장 이론(Crystal Field Theory ; CFT)에서 리간드의 특성이 d 오비탈의 에너지 분할(splitting)에 미치는 영향을 이해하는 것은 중요한 개념입니다. 리간드의 크기와 전기음성도가 d 오비탈의 분할에 어떻게 작용하는지에 대한 설명드리겠습니다.
리간드의 크기가 클수록, 바꿔말하면 리간드가 더 부피가 큰 경우, 중심 금속 이온과의 거리가 일반적으로 더 멀어집니다. 이로 인해 d 오비탈과 리간드의 오비탈 간의 상호작용(간섭)은 상대적으로 감소할 수 있습니다. 따라서, 리간드의 크기가 커질수록 d 오비탈 분할이 덜 심하게 발생할 수 있습니다. 이는 크기가 큰 리간드가 제공하는 입체적인 방해(steric hindrance) 때문에 리간드 필드가 약해지고, d 오비탈 간의 에너지 차이가 줄어들기 때문입니다.
리간드의 전기음성도가 낮을 경우, 리간드는 자신의 전자를 중심 금속 이온에 덜 끌어당기기 때문에, 금속 이온과 전자를 공유하는 경향이 줄어듭니다. 이는 리간드가 중심 금속 이온에게 제공하는 음전하의 양이 적어져, 금속 이온과 리간드 간의 상호작용이 약해지게 만듭니다. 이런 상황에서는 d 오비탈의 에너지 분할이 더 크게 발생할 수 있습니다. 왜냐하면 전기음성도가 낮은 리간드는 금속 이온의 d 오비탈에 덜 강한 전자밀도를 제공하기 때문에, 오비탈 간의 에너지 차이가 더 명확하게 나타나기 때문입니다.
따라서, 리간드의 크기가 크고 전기음성도가 낮을수록, 일반적으로 d 오비탈 분할이 더 크게 발생하는 경향이 있다는 일반적인 관념과는 반대로, 리간드의 크기가 클 경우에는 오비탈 분할이 덜 심하게 발생하며, 전기음성도가 낮을 경우에는 분할이 더 심하게 발생할 수 있습니다. 이러한 이해는 결정장 이론에서 중요한 요소이며, 금속-리간드 상호작용을 통해 복잡한 화학적 성질과 반응성을 설명하는데 기여합니다.안녕하세요. 이원영 전문가입니다.
맞습니다. 리간드가 커질수록, 특히 전기음성도가 작은 리간드일수록, d 오비탈과의 상호작용이 더 커질 수 있습니다. 이 상호작용이 커질수록, d 오비탈의 에너지 준위가 더 크게 분리될 수 있어요.